Подготовка управляющей программы для станка с чпу

Чтобы обработать заготовку на станке с ЧПУ, необходимо за­пустить управляющую программу в машинных кодах этого стан­ка. Ее разрабатывают на этапе технологической подготовки про­изводства. САПР облегчает определение траектории движения инструмента на станке с ЧПУ и составление текста управляющей программы на одном из универсальных языков технологического

программирования.

При составлении управляющей программы для станка с ЧПУ технолог должен указать форму заготовки и ее габаритные разме­ры (рис. 5.59

Рис.5.59.Задание формы заготовки для станка ЧПУ в САПР Adem

Выбор заготовки, имеющей более близкую форму к обрабатываемой детали, может производиться из базы данных.Чертеж заготовки, обрабатываемой на станке с ЧПУ, реко­мендуют проектировать с использованием трехмерного моделирования. Можно отобразить заготовку в виде каркаса или полупрозрачного объекта, выделить зоны обработки, ограниченные контурами детали и специальными «запретными» зонами.

Выбор основных обрабатываемых элементов детали может выполняться путем их ручного выделения или автоматического поиска. При ручном выделении элементов технолог курсором указывает обрабатываемые поверхности на чертеже. В этом случае можно полностью контролировать создание и отображе­ние как простых, так и самых сложных наладок для различных операций.

Реалистичную визуализацию процесса обработки можно масштабировать и менять панораму просмотра, можно редактировать в графическом или текстовом режиме, изменяя направ­ление движения и скорость, а затем просмотреть изменения в обрабатывающей программе на всей траектории или только на выбранном участке.

Составление управляющей программы для станков с ЧПУ вы­полняют в диалоговом режиме в следующей последовательности: -проектируют схему крепления заготовки и задают зоны обработки. Различают ручной, полуавтоматический и автоматический методы задания и редактирования зоны обработки. Система постоянно отслеживает корректность параметров зоны обработки, выводя предупреждения об ошибках пользователя. Интерактивность ввода и удобный интерфейс облегчают задание зоны об­работки;

- выбирают инструмент и схему его установки. С помощью специального диалогового окна пользователь задает параметры инструмента. Данные об инструменте заносят в общую базу проекта с привязкой к программам, в которых они используются. Эта база может редактироваться, при этом отслеживается связь с привязанными к ней программами. В программе предусмотрена защита от случайного удаления инструмента, участвующего в про­цессе обработки;

- рассчитывают режимы резания - подачи при врезании инструмента, скорость рабочей подачи, число оборотов шпинделя и т. д. Величина подачи и скорость резания выбираются пользователем в зависимости от обрабаты­ваемого материала. При назначении режимов резания следует учитывать требования к качеству обработки, указанные на чертеже, и связи между отдельными параметрами, например, "влияние твердости обрабатываемого материала и глубины резания на подачу;

- задают уровни, на которых будет производиться обработка, . -определяют последовательность подводов и отводов инструмента;

- назначают специфичные для каждого способа обработки параметры.

Для повышения производительности труда технолога создаются различные библиотеки: обрабатываемых материалов, ин­струментов, приспособлений, элементов крепления, операций и типовых переходов. Библиотеки могут также охватывать используемые шаблоны.

При выборе из библиотеки какого-либо элемента, можно посмотреть его характеристики и возможности применения. Тех­нолог в праве ввести собственный элемент в библиотеку и задать его параметры.

Для каждого элемента конструкции заготовки (отверстия, «кармана», ребра и т. д.) можно составить определенную последо­вательность операций механической обработки.

Задание параметров операции может производиться по гото­вым шаблонам из ранее выполненной сходной операции. В со­став такого шаблона входят стандартные переходы с выбранными стратегиями обработки, заданными технологическими парамет­рами и инструментом.

При автоматическом поиске элементов программа анализи­рует, из каких элементов состоит модель.

Подача и скорость вращения шпинделя задаются с учетом обрабатываемого материала, применяемого инструмента и стан­ка. Задание новой системы координат позволяет ориентировать деталь с учетом технологических баз, имитировать расположение детали на станке, устанавливать связи с осями станка.

В процессе определения траектории перемещения инстру­мента на станке с ЧПУ решают следующие задачи (рис. 5.60):

• определяют участки подхода — отхода инструмента;

• определяют траекторию перемещения инструмента вдоль одного из семейств параметрических линий разо­мкнутых и замкнутых поверхностей с учетом ориентации оси инструмента;

• задают необходимое количество проходов инструмента с учетом заданной точности обработки;

• проверяют возможность столкновения вспомогательного инструмента с заготовкой или элементами ее крепления.

Рис. 5.60. Визуализация траектории перемещения инструмента на станке с ЧПУ

Создание и изменение управляющих программ для обра­ботки деталей с применением идентичных режимов резания и сходной стратегией обработки значительно облегчает парамет­ризация. Она особенно эффективна при обработках с большим числом переходов, поскольку при этом сокращается время ввода и изменения сходных параметров. Применение параметризации при составлении управляющих программ для станков с ЧПУ со­кращает время их создания и подготовки.

Для ускорения процесса составления управляющей программы и повышения качества проектирования используют типовые про­цедуры и планы обработки. При составлении управляющей про­граммы для станков с ЧПУ современные САПР предлагают разви­тые средства оптимизации траекторий движения инструментов, а также простейшие функции автоматического расчета длины траек­тории общей и по отдельным участкам, времени рабочих и вспомо­гательных ходов, объема снимаемого материала и т. д. При назначении режимов резания учитывают такие параметры, как снимаемый припуск и требуемая точность обработки.

В большинстве случаев, траекторию движения инструмента, режимы резания может задать технолог, не умеющий программи­ровать. Затем устанавливают время смены инструмента для того, чтобы избежать брака.

Визуализация процесса обработки заготовок

на станках с ЧПУ

Выбрав параметры режущих инструментов и рассчитав тра­екторию их перемещения, технолог может произвести моделиро­вание на экране компьютера процесса обработки заготовки на станке с ЧПУ. Моделирование может иметь несколько режимов. В режиме анализа траектории отображается только передвиже­ние инструмента без отслеживания изменения формы детали во

время обработки.

В режиме моделирования обработки производится эмуляция обработки детали на станке с учетом снимаемого во время обра­ботки припуска. Этот режим позволяет просмотреть зоны, где инструмент врезался в деталь, проанализировать наличие заре-зов, визуально проконтролировать качество обработки. Зарезы образуются в местах обработки с отрицательным припуском.

Просмотр на экране монитора траектории движения инст­румента на станке с ЧПУ и процесса обработки заготовки позво­ляет технологу оценить качество разработанных управляющих программ и, в случае необходимости, изменить их параметры. На рис. 5.62 показаны параметры фрезерного прохода.

Визуализатор обработки поз­воляет увидеть на компьютере, как будут выглядеть поверхнос­ти детали после обработки, вы­полнить анализ дефектов, пока­зать распределение припуска между различными операциями, сократить цикл отладки управ­ляющих программ. Предусмот­рена возможность графического контроля состояния заготовки после каждого перемещения ин­струмента.

Графически отобразить по­следовательность и продолжи­тельность действий отдельных инструментов, точки их синхронизации позволяет временная шкала. С ее помощью можно увидеть, сколько времени займет весь процесс обработки на станке с ЧПУ.

Для облегчения анализа различные зоны детали закрашива­ются на экране в разные цвета, каждый из которых соответствует конкретному номеру инструмента (рис. 5.64).

Рис. 5.62. Диалоговое окно параметров фрезерного прохода

Проверяется возможность столкновения инструмента с па­троном, деталью и заготовкой. Зоны, в которых произойдет столкновение или касание державки инструмента с заготовкой, высвечиваются. При обнаружении конфликтов в ходе графичес­кого анализа можно остановить имитацию.

Рис. 5.64. Окно визуализатора обработки, позволяющего увидеть

на компьютере, как будут выглядеть поверхности

детали после обработки

Можно задать цвет отображения каждого инструмента, вы­полнить цветовую заливку следа движения инструмента, дать цветовое представление величины припуска (рис. 5.65). При про­верке точности обработки заготовки предусмотрена возможность различной цветовой окраски для разных толщин неснятого мате­риала. Например, в САПР Adem цвета могут распределяться сле­дующим образом: желтый — толщина оставшегося на заготовке слоя ± 0,05 мм, зеленый - от + 0,05 до + 0,10 мм, фиолетовый -свыше 0,10 мм, красный — подрез.

В интерактивном режиме можно определить участки подхода и отхода инструментов, что особенно удобно при обработке слож­ных криволинейных поверхностей, поверхностей сопряжения.

Рис. 5.65. Определение траектории движения инструмента

Траекторию перемещения инструмента редактируют в графи­ческом или текстовом режиме. Контроль управляющей програм­мы выполняют в пошаговом или непрерывном режиме в реальном или ускоренном масштабе времени. Основным требованием к интерфейсу программ для станков с ЧПУ является высокая на­глядность.

Кроме обрабатываемой заготовки, на экране могут быть ото­бражены источники света, оси координат, траектория перемеще­ния инструмента, сам инструмент. Объекты могут иметь различ­ные окраску и текстуру. Текстура берется извне или из модуля текстур разных металлов, минералов, резин и пластиков различ­ных цветов.

Компания UGS PLM Software (до 2007 г. она называлась Unigraphics) предлагает модуль UG/CAM Visualize, который имеет три различных режима работы: воспроизведение, динами­ческое удаление материала и статическое удаление материала. Опция динамического удаления материала позволяет увидеть движение инструмента вдоль траектории и удаление материала. Опция статического удаления материала разработана для отобра­жения результата обработки заготовки заданной траекторией за один шаг.